摘要：冬天来了。与往年一样，这个季节的极端寒冷天气威胁着电力系统及其保持灯火通明的能力。由于气候变化，严冬天气事件变得越来越普遍，电力供应商在保持电力供应方面肩负着更大的责任。

作者：Ashtin Massie，亚伦·施瓦茨

冬天来了。与往年一样，这个季节的极端寒冷天气威胁着电力系统及其保持灯火通明的能力。由于气候变化，严冬天气事件变得越来越普遍，电力供应商在保持电力供应方面肩负着更大的责任。

2022 年 12 月下旬，冬季风暴埃利奥特痛苦地阐明了这一紧迫性。在这场袭击从中西部到东海岸的 20 多个州的风暴期间，东部互连中 13% 的计划发电资源中断。严寒和大雪导致超过 630 万客户在假期周末的某个时候停电，100 多人死亡。

Elliott 清楚地提醒我们，随着风暴变得越来越强烈，构建一个即使在极端冬季天气下也能运行的可靠电网势在必行。

可再生能源和整个能源转型经常被用作 冬季可靠性担忧的替罪羊。通常用于描述化石资源的语言，如“坚固”和“可调度”，听起来像这些化石发电厂总是可以在我们需要时得到帮助。

可再生能源导致冬季停电的观点一再被揭穿。事实上，我们不能总是指望化石发电厂在我们最需要的时候出现。

例如，在 2021 年 2 月冬季风暴乌里期间经历计划外停机或发电量大幅减少的发电机容量中，燃煤和天然气厂占发电量的 73%。

虽然没有资源是完美的，但现实情况是，清洁能源和需求侧资源已经证明，在极端条件下既能减少峰值需求，又能保持正常运转，而化石燃料，尤其是天然气，正日益出现裂缝。

清洁能源和需求侧资源在减少峰值需求和在极端条件下保持正常运转方面都有良好的记录。

北美电力可靠性公司 （NERC） 最近发布了 2023-2024 年冬季可靠性评估，评估电网对冬季天气条件的准备情况。该报告指出，人们对美国大部分地区（包括新英格兰和中西部、大西洋中部、东南部和德克萨斯州的部分地区）在极端冬季天气事件期间保持照明的能力感到担忧。

NERC 强调的主要冬季可靠性风险与可再生能源无关，而是与化石发电机及其燃料供应的可靠性有关。尽管 NERC 强调今年冬天将推出新的寒冷天气可靠性标准，但它指出，寒冷天气继续对化石发电厂构成风险。值得注意的是，它提请注意极端、长时间寒冷天气事件期间的燃料供应风险，特别是天然气。

为了转移人们对这些担忧的注意力，化石燃料倡导者很快就争辩说，太阳能和风能等可再生能源的产量取决于一天中的时间或天气条件，因此不能指望其可靠性。事实上，电网规划者已经开发了复杂的方法来预测和利用可再生资源在许多不同条件下的贡献，并与其他资源（如电池储能）协同作用。

然而，电网规划者和运营商迄今未能将这些相同的方法应用于化石资源，导致其可靠性被高估。 Advanced Energy United 的一项研究表明，在美国东部部分地区，规划者可能高估了 20% 以上的天然气发电厂的可靠性，德克萨斯州电网也发现了类似的趋势。

提高冬季可靠性的唾手可得的果实是在规划过程中更好地捕捉化石资源的真实可用性，幸运的是，一些电网运营商正在考虑这样做。

监管机构、公用事业公司和市场运营商需要认识到以化石燃料为主的电力系统所固有的风险，并评估化石燃料的替代品，以确保冬季的可靠性。幸运的是，有几种更清洁、更安全、更有效的选择：

能源效率和需求响应计划（包括电力和新兴的天然气方面）已被证明可以通过减少极端条件下的需求来提高冬季的可靠性。换句话说，投资于家庭效率的计划，例如绝缘和热泵，有可能有意义地降低停电风险。

需求响应（或呼吁节能）是电网运营商在冬季风暴埃利奥特期间用来帮助保持灯亮的关键工具。 虚拟发电厂由电动汽车 （EV） 充电器、智能恒温器、家用电池和其他支持 IT 的设备网络组成，使客户能够因其节能工作而获得补偿，甚至可以在停电期间为电网提供备用电源。

确保在电网规划中捕捉到这些计划的价值，并确保公用事业公司根据化石资源适当评估这些选项，这对于现在和将来解锁可靠且负担得起的电网至关重要。

可再生能源。 可再生能源和电池储能的加速扩张——没有化石燃料系统寒冷天气风险的资源——可以在温度下降时支持电网的可靠性。

然而，随着我们的电网迅速接近其容量，以维持电力运行所需的规模输送电力（并且在极端天气事件期间经常超出其极限），目前有数千亿美元急需的新可再生能源项目正在排队等待互连并开始运行。

政策制定者、监管机构和公用事业公司有巨大的机会更好地利用现有的低成本解决方案来更快地连接清洁资源并充分利用我们现有的电网。硬件和软件解决方案被称为电网增强技术，通过例如，在拥挤区域周围重新路由电力流，从而提升电网的效率。

此外，在退役或退役的化石发电厂的地点开发新的清洁能源项目存在大量未开发的机会 ——这可以加速清洁能源资源的互连，同时提高可靠性，即使我们失去了煤炭和天然气产能。

传输。 区域和区域间输电的建设可以将可用的多余能源转移到短缺的地区，这将使现有资源在狭小条件下得到更优化的利用和共享，从而节省资金，提高电网可靠性，并在不建造昂贵的化石燃料发电厂的情况下保持电力供应。

例如，在去年的冬季风暴埃利奥特期间，东南部孤立的地方电网停电，而该国中部的风能资源产生的电力超过了消耗的电量（称为弃风）。当田纳西河谷管理局 （TVA） 在 12 月 23 日停电时，Southwest Power Pool 的电网一度经历了约 3 GW 的弃风，这比 TVA 最大的燃煤电厂所能生产的能源还要多。

电网运营商、监管机构和政策制定者需要继续打破建设新输电线路的障碍。 联邦能源监管委员会 （Federal Energy Regulatory Commission） 正在制定一项悬而未决的规则，可能会改善输电的规划和支付方式，最早可能在 2024 年初最终确定。与此同时，国会的立法者正在考虑如何简化主要输电线路复杂且耗时的许可程序，甚至正在考虑制定一个有用的最低区域间输电标准。

提高所有电网资源的可靠性标准（包括冬季天气准备标准和基于逆变器的资源标准）将提高我们电网在面对极端天气时的弹性。 在州一级执行这些标准将为纳税人提供更可靠的服务。

尽管有这套广泛而可靠的解决方案可用于支持电网可靠性，但一些当局继续倡导使用化石燃料来应对长期的可靠性挑战。

我们需要一个能够在冬季可靠运行的电网。但是，依赖化石燃料工厂并假设会有稳定的化石燃料供应既有风险又昂贵，尤其是在极端天气期间。

此外，在我们的电力系统中使用化石燃料变得越来越不经济，通过气候变化继续使极端天气长期存在，并对当地社区造成额外的空气污染和负面健康后果。

相反，我们可以通过抛弃容易发生故障的化石燃料系统，同时加快向更具弹性、更清洁的能源过渡，从而取得更好的结果。

来源：陈讲运清洁能源